DE1958224A1 - Determination of slag thickness on melts - Google Patents

Determination of slag thickness on melts

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    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
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Abstract

Determination of the depth of a slag layer on a metal melt by measurement of the change in voltage drop across two vertical electrodes, the tips of which only are exposed, when immersed into the metal bath and plotting it against the distance travelled downwards, an alternating current being applied with a voltage of 1 volt to start with, there being a voltmeter connected across the terminals of the electrodes. From the position of the electrodes when registering changes and the known dimensions of the melt holding vessel the total volume of slag can be readily calculated, thus assisting e.g. in assessing the progress in oxidation during a converter run.

Description

"Elektrisches Meßverfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Schlackenhöhe und Schlackenmenge bei Schlacke-Metall-Bädern in Metallurgischen Gefäßen" Die Erfindung betrifft ein elektrisches Meßverfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Schlackkenhöhe und der Schlacken-Menge bei Schlacke-Metall-Bädern in metallurgischen Gefäßen, insbesondere im Konverter."Electrical measuring method and device for determining slag height and amount of slag in slag-metal baths in metallurgical vessels "The invention relates to an electrical measuring method and a device for determining the slag height and the amount of slag in slag-metal baths in metallurgical vessels, in particular in the converter.

Bei den bekannten metallurgischen Mehrschlackenverfahren zur Stahlherstellung, wie z.B. dem LDAC-Verfahren, ist für die Schmelzenführung eine möglichst genane Kenntnis der Schlackenhöhe und Schlackenmenge am Ende jedes Blasabschnittes erforderlich. Mit Hilfe dieser belden Größen ist beispielsweise eine Kontrolle des Abschlackgrades nach der ersten Blasperiode, wo die phosphorreiche Schlacke möglichst vollständig abgezogen werden muß, möglich.In the known metallurgical multi-slag processes for steel production, such as the LDAC process, is as precise as possible for the melt management Knowledge of the slag height and amount of slag at the end of each blow section is required. With the help of these loads, the degree of deslagging can be checked, for example after the first blowing period, where the phosphorus-rich slag is as complete as possible must be deducted, possible.

Eine bisher angewandte Methode zur Bestimmung der im Konverter befindlienen Schlackenmenge beruht auf einer Schlackenanalyse und dem wiegen der abgezogenen Schlackenprobe vor jedem Blasabschaltt. Dieses Verfahren ist sehr zeitanfwendig und mit Un-@@@@@@gkeiten behaftet.A previously used method to determine the amount in the converter The amount of slag is based on a slag analysis and the weighing of the withdrawn Slag sample before every blower shutdown. This procedure is very time consuming and afflicted with un - @@@@@@ gkeiten.

Es ist auen vorgeschlagen werden, zur Ermittlung dieser Größen Ultraschall- oder Radarmessungen vorzunehmen; diese Messungen sind jedoch mit erheblichem technischem Aufwand verbunden. Darüber hinaus werden infolge der notwendigen Kühlung der in das Bad eintauchenden Meßköpfe die Temperatur- und l)ichteverhältnisse in der Schmelze verändert, so daß keine ausreichende Meßgenauigkeit erreicht werden kann.It is also proposed to determine these quantities using ultrasound or take radar measurements; these measurements are however with considerable technical effort involved. In addition, as a result of the necessary Cooling of the measuring heads immersed in the bath, the temperature and light conditions changed in the melt, so that sufficient measurement accuracy cannot be achieved can.

Weiterhin gehören elektrische Meßverfahren zum Bestimmen der Badhöhe einer Metallschmelze zum Stand der Technik. Bei diesen wird eine Kontaktelektrode eines unterbrochenen Stromkreisreises in das elektrisch leitende Schmelzbad abgesenkt; der Stromfluß wird entweder durch das metallurgische Gefäß selbst oder eine daran angebrachte zweite Elektrode ermöglicht. ei Stromschluß berührt die in das Geräß getauchte Kontaktelektrode gerade clen Badspielgel; der von der Kontaktelektrode zurückgelegte Weg zwischen festem Bezugspunkt und Lage bei Stromschluß ist ein direktes Maß für die Badhöhe. Dieses Verfahren ist für die Messung der I-lohe eines Netallbades entwickelt worden; zur Bestimmung der Höhe einer darüber befindlichen Schlackenschicht ist es nicht geeignet.Electrical measuring methods are also part of determining the bath height a metal melt to the prior art. A contact electrode is used for these an interrupted circuit lowered into the electrically conductive molten pool; the current flow is either through the metallurgical vessel itself or one on it attached second electrode allows. A short circuit touches the in the device immersed contact electrode straight clen bath toy; that of the contact electrode The distance covered between the fixed reference point and the position in the event of a power failure is a direct one Measure for the bath height. This procedure is for measuring the I-depth of a netall bath has been developed; to determine the height of a layer of slag above it it is not suitable.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestent darin, die Nachteile der genennten Verfahren zur Bestimmung von Schlackenhohe und Schlacknmenge zu vermeinden und ein Verfahren zu schaffen, das ohne technischen und zeitlichen Aufwand eine genaue Bestimmung dieser beiden Größen ermöglich. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Meßmethode vorgeschlaberl, die auf cter unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeit von Luft, Schlacke und Metallschmetze beruht. Zur Durchführung der Messung werden zwei Elektroden, über die eine konstante Wechselspannung vorgegeben ist, in das metallurgische Gefäß eingeführt. An den Elektroden wird der an den Phasengrenzen Luft - Schlacke und Schlacke - Metallschmelze auftretende Spannungsabfall registriert. Die zur jeweiligen Spannungsänderung gehörige Eintauchtiefe der Elektroden in das Gefäß wird gemessen. Damib ist die Lage tier beiden Phasengrenzen bestimmt.The object on which the invention is based consists in addressing the disadvantages to avoid the named methods for determining the slag height and amount and to create a process that enables a precise determination of these two quantities is possible. To solve this problem is a measuring method was suggested based on different electrical conductivity of air, slag and metal smelting. To be able to carry out the measurement two electrodes, through which a constant alternating voltage is given, into the metallurgical vessel introduced. At the electrodes the one at the phase boundaries Air - slag and slag - metal melt registered voltage drop occurring. The depth of immersion of the electrodes in the The vessel is measured. In this way, the position of the two phase boundaries is determined.

Die Schlackenhöhe ergibt sich als Differenz zwischen den beiden Elektrodenwegen, die aus der Registrierung des Spannungsabfalls an den Phasengrezen sowie den zugeordneten Eintauchtiefen der Elektroden ermittelt worden sind.The slag height results from the difference between the two electrode paths, those from the registration of the voltage drop at the phase limits as well as the assigned Immersion depths of the electrodes have been determined.

Bei definierter Lage, d. h. bei bekanntem Neigungswinkel des Metallurgischen Gefäßes läßt sich aus dem für die Schlackenhöhe gewonnenen Wert und aus den bekannten geometrischen Daten des Gefäßes das Volumen der -iorliegenden Schlacke und aus diesein die Schlackenmenge berechnen. Dazu ist die bekannte empirische Bestimmung des spezifischen Gewichtes der Schlacke über die Schlackenzusammensetzung erforderlich. Bei der Ermittlung der Schlackenmenge im Konverter wird mit zunehmendem Konverteralter für die Volumenberechnung der Schlacke eine Korrektur erforderlich, die über das Verschleißbild ermittelt werden kann.With a defined position, i. H. if the angle of inclination of the metallurgical is known The vessel can be determined from the value obtained for the slag height and from the known Geometric data of the vessel, the volume of the -ior lying slag and from this one calculate the amount of slag. To do this is the well-known empirical determination of the specific Weight of the slag over the slag composition required. In the investigation the amount of slag in the converter is used for the volume calculation with increasing converter age the slag requires a correction, which is determined from the wear pattern can be.

Mach diesem vorgeschlagenen Verfahren zum Bestimmen von Schlakkenhöhe und Schlackenmenge bei Schlacke-Metall-Bädern, dessen Vorteil neben der Genauigkeit der Messung und dem schnellen Ermitteln der gewünschten Größen darin liegt, daß es mit sehr geringem Kostenaufwand realisiert werder kann, laßt sich auch die Badhöhe einer Metallschmelze bestimmen. Zu diesem Zweck ist @@@@ eine einmalige Registrierung des Spannungsabfalles erforjerlich. Diese erfolgt beim Eintritt der Elektroden in die Metallschmelze. Aus dem Elektrodenweg wird die Badhohe bestimmt, deren Kenntnis z. B. für eine Steuerung der Lanzenfahrweise beim @@@nerstoffaufblasverfahren on wichtigkeit ist.Do this suggested method for determining slag height and amount of slag in slag-metal baths, its advantage in addition to accuracy the measurement and the rapid determination of the desired sizes is that it can be realized with very little cost, so can the bath height a molten metal. For this purpose, @@@@ is a one-time registration of the voltage drop required. This takes place when the electrodes enter the molten metal. The bath height is determined from the electrode path, which is known z. B. for a control of the lance operation in the @@@ nerstoffaufblasverfahren on is important.

@a bei der beschriebenen Methode ledinglich das Auftreten des Spannungsabfalles nei Eintritt der Elektroden in ein anderes Medium, z. B. an der Phasengrenze Schlacke - Metall, registriert wird, werden die Elektroden also nur kurzfristig in das Schmelzbad eingetaucht. Die daraus resultierende lange Haltbarkeit des Elektrodenmaterials stellt sich als ein weiterer Vorteil des Verfahrens heraus.@a with the method described only the occurrence of the voltage drop no entry of the electrodes into another medium, e.g. B. slag at the phase boundary - Metal, is registered, the electrodes are only briefly in the weld pool immersed. The resulting long shelf life of the electrode material turns out to be another advantage of the procedure.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einer Vorrichtung durchgeführt, die es ermöglicht, die beiden gleich langen Elektroden in das metallurgische Gefäß ein- und auszufahren.The method according to the invention is carried out with a device which makes it possible to put the two electrodes of equal length in the metallurgical vessel to retract and extend.

Die Elektroden sind mit Ausnahme ihrer Spitze durch ein feuerfestes Material isoliert. Dadurch wird eine Verminderung der Maßgenauigkeit durch den Einfluß der unterschiedlichen Leitfähigkeiten der verschiedenen übereinandergeschichteten Medien verhindert. Das Auftreten dieses Effektes, durch den eine ein deutige Registrierung des Spannungsabralles und damit die genaue Bestimmung der Lage der Phasengrenzen nicht gewährleistet ist, wird ebenfalls durch die Verwendung von zwei leich l:ngen, in einer Höhe angeordneten Tauchelektroden vermieden.With the exception of their tip, the electrodes are fireproof Material isolated. This causes a decrease in the dimensional accuracy due to the influence the different conductivities of the different layers stacked on top of each other Media prevented. The appearance of this effect, through which a clear registration the voltage drop and thus the exact determination of the position of the phase boundaries is not guaranteed is also due to the use of two easy lengths, Avoided immersion electrodes arranged at a height.

Zur Erläuterung des vorgeschlagegenen Verfahrens zum Bestimmen von Schlackenhöhe und Schlackenmenge bei Schlacke-Metall-ßädern dient Fig. 1.To explain the proposed method for determining Slag height and amount of slag in the case of slag-metal baths are shown in FIG. 1.

Fig. 2 stellt eine schematische Darstellung der Registrierung des Spannungsabfalles an den Elektroden bei deren Einführen il; das Schlacke-Metall-Bad dar.Fig. 2 shows a schematic representation of the registration of the Voltage drop across the electrodes when they are inserted il; the slag-metal bath represent.

Fig. 1 zeigt ein Gefäß 1 mit einer Metallschmelze 2 und einer Schlackenschicht 3, in das zwei isolierte Elektroden 4a und 4b eintauchen, über die eine konstante wechselspannung e vorgegeben ist. Diese liegt in der Größenordnung von 1 Volt. Der Abstand b zwischen der1 beiden Elektroden ann je nactj Größe des metallurgischen Gefäßes beliebig verändert werden; zur Erzielung vernünftiger Meßwerte am Spannungsmeßgerät S muß der Arbeitswiderstand R entsprechend eingestellt werden.Fig. 1 shows a vessel 1 with a metal melt 2 and a slag layer 3, in which two insulated electrodes 4a and 4b are immersed, over which a constant alternating voltage e is given. This is on the order of 1 volt. Of the Distance b between the two electrodes depends on the size of the metallurgical Can be changed at will; to obtain reasonable readings on the voltmeter S the working resistance R must be adjusted accordingly.

In Figur 2 ist die beim Durchgan, der Elektroden durch die @@@@@@@@@@@@@@, Schlacke, und Metallschmelze 7 registrierte Sca@@@@@, ir Skalenteilen gemessen, als Abszisse aufgetragen; als Ordinate dient die zurückgelegte weglänge n der Eleketroden, die ebenfalls ir Skalenteilen angegeben ist.In Figure 2, the throughput, the electrodes through the @@@@@@@@@@@@@@, Slag and molten metal 7 registered Sca @@@@@, measured in scale divisions, plotted as the abscissa; the path length n of the electrodes serves as the ordinate, which is also given in divisions.

@@@@lostgersändlichen ist die Erfindung nicht auf die vorstehend @@einselnen beschriebene Ausführungsform beschränkt, es sind @@@@@@ anderungen möglich, ohne vom Grundgedanken abzuweichen. @@@@ lostgersändlichen, the invention is not limited to the above @@ is limited to a single described embodiment, @@@@@@ changes are possible, without deviating from the basic idea.

Claims (4)

@ a t e n t a n s p r ü c h e@ a t e n t a n s p r ü c h e 1. Elektrisches Meßverfahren zum Bestimmen der Schlackennehe und der Schlackenmenge bei Schlacke-Metall-Bädern in metallurgischen Gefäßen, insoesondere im Konverter, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an zwei Elektroden, über die eine konstante wechselspannung vorgegeben ist, der bei deren Einführen in das Gefäß an den Phasengrenzen Luft-Schlacke und Schlacke - Metallschmelze auftretende Spannungsabfall registriert und die jeweils zugehörige Eintauchtiefe der Elektroden in das Gefäß gemessen wird.1. Electrical measuring method for determining the slag proximity and the Amount of slag in slag-metal baths in metallurgical vessels, in particular in the converter, that is, that two electrodes, over which a constant alternating voltage is specified, which occurs when it is introduced occurring in the vessel at the phase boundaries air-slag and slag-metal melt Voltage drop registered and the associated immersion depth of the electrodes is measured into the vessel. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schlackenhöhe aus der Registrierung des Spannungsabfalles an den Phasengrenzen Luft-Schlacke und Schlacke - Metallschmelze sowie aus den zugeordneten Eintauchtiefen der Elektroden als Differenz zwischen den beiden Elektodenwegen bestimmt wird.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the slag height from the registration of the voltage drop at the Phase boundaries air-slag and slag - molten metal as well as from the associated Immersion depths of the electrodes are determined as the difference between the two electrode paths will. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei definierter Lage des metallurgischen Gefäßes aus der ermittelten Größe der Schlackenhöhe und den geometrischen Daten des Gefäßes das Volumen der Schlacke und aus diesem die Schlackenmenge errechnet wird.7. The method according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that with a defined position of the metallurgical vessel from the determined size of the slag height and the geometric data of the vessel Volume of the slag and from this the amount of slag is calculated. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k- e n n z e i o h n -e t daß zwei gleich lange, in einer Höhe angebrachte Elektroden (4a, 4b) in das metallurgosche Gefäß (1) ein- und ausgefanren werden, Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Elektoden (4a, 4b) durch ein Teuerfestes Material isoliert sind.4. Device for performing the method according to the claims 1 and 2, d a d u r c h e k- e n n z e i o h n -e t that two are equal in length, in one Insert electrodes (4a, 4b) at a height into and out of the metallurgical vessel (1) will, Device according to claim 4, d u r c h g e k e n n -z E i c h n e t that the electrodes (4a, 4b) insulated by an expensive material are. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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